遗传因素不孕症的诊治策略(全文)
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（四）基因突变
近年来，越来越多的基因被证实参与性别决定、性腺发育、激素合成、卵母细胞成熟、受精及早期胚胎发育等生物学过程，基因突变与遗传因素不孕症的发生发展密切相关。
1. 女性不孕症相关的基因突变：随着测序技术的迅速发展，越来越多的与卵巢储备减退、卵母细胞成熟障碍、受精障碍及早期胚胎发育停滞相关的基因突变被发现。
POF是POI的终末阶段，据报道，FMN2、SGOL2、TBP、SCARB1、BNC1、ARFGAP3等基因参与减数分裂、卵泡发育及卵母细胞成熟过程，这些基因的微重复或微缺失与POF的发生相关。多数研究显示，X-连锁CNV、Y-连锁CNV及罕见的常染色体微缺失增加男性不育症的发病风险；例如，X-连锁拷贝数缺失CNV67可能通过干扰睾丸特异性表达MAGEA9基因而影响精子生成。高通量检测技术增加了DSD患者的遗传异常检出率，约1/5的患者携带CNV。这些CNV涉及性别发育的关键调控基因，通过干扰基因表达引发剂量效应，如FGF9、SOX3、SOX9基因微重复与46，XX型DSD相关；DAX1、WNT4基因微重复以及ATRX、DMRT1、EMX2、WT1基因微缺失与46，XY型DSD相关。CNV片段所涉及的基因成为研究疾病遗传易感性的重要候选因素，但其具体调控机制还有待研究。
2. 克氏综合征：克氏综合征即先天性睾丸发育不全综合征，是男性不育症中最常见的遗传性疾病，主要表现为无精子症（>90%）或严重少精子症。克氏综合征在普通人群中的发病率为1/600，而在非梗阻性无精子症（non-obstructive azoospermia）中高达10%~12%，严重少精子症中为0.5%~1.0%。克氏综合征患者中最常见的核型是47，XXY，占80%~90%；嵌合型约占10%，包括46，XY/47，XXY、45，X/46，XY/47，XXY、46，XX/47，XXY等；其余还可见48，XXXY、48，XXYY、49，XXXXY等。克氏综合征患者可能由于性激素失衡、支持细胞功能障碍、精原干细胞凋亡等导致精子生成障碍而不育。
（二）CNV
CNV是指与参照基因组相比，≥1 kb的基因组大片段拷贝数的重复或缺失，具有覆盖范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点。作为基因组结构变异的重要组成部分，CNV可通过改变剂量敏感基因的拷贝数、破坏基因编码序列、暴露隐性致病基因等引发疾病表型。近年来，随着染色体微阵列分析（chromosome microarray analysis，CMA）、二代测序（next generation sequencing， NGS）等高通量检测技术的发展应用，CNV在卵巢早衰（premature ovarian failure，POF），男性无精子症、严重少精子症，DSD等不孕症相关疾病发生发展中的作用日益受到关注。
1. 特纳综合征：特纳综合征，又称先天性卵巢发育不全综合征，是常见的染色体异常疾病之一，发病率为1/4 000~1/2 000活产女婴。特纳综合征的染色体特征为全部或部分体细胞中1条X染色体完全或部分缺失，或X染色体结构异常。其中40%~50%为45，X单体型；15%~25%为45，X/46，XX嵌合型；3%为X三体嵌合型，如45，X/47， XXX；10%为X染色体结构畸变，以X染色体长臂等臂Xi（Xq）最为常见；还有10%~12%含不同比例的Y染色体物质，如45，X/46，XY。特纳综合征患者由于完全或部分缺失X染色体单体，故常伴有先天性卵巢不发育或发育不全，典型临床表现为身材矮小、性腺发育不良、具有特殊的躯体特征（如颈蹼、盾状胸、肘外翻）等。特纳综合征患者自然妊娠率仅为5%~7%，其自然流产率为22.8%~30.8%，且嵌合核型携带者的生殖功能相对较好。
基因突变是导致POI的重要遗传因素之一，目前已知的致病基因主要包括：（1）非综合征型POI的相关致病基因：主要涉及生殖内分泌相关基因（FSHR、CYP17、ESR1基因等）、卵泡发生相关基因（NOBOX、FIGLA、GDF9基因等）、减数分裂和DNA损伤修复相关基因（MCM8、MCM9、CSB-PGBD3基因等）。不同人群中POI致病基因及其突变频率存在显著差异，中国POI患者的致病基因突变频率一般<2%，临床诊断的价值有限。（2）综合征型POI的相关致病基因：主要为以卵巢功能减退为临床特征之一的遗传性综合征，如FMR1基因突变导致的脆性X综合征（fragile X syndrome），FOXL2基因突变导致的小睑裂综合征（blepharophimosis-ptosis-epicanthus syndrome），HSD17B4、HARS2、CLPP、LARS2、TWNK、ERAL基因突变导致的佩罗综合征（Perrault syndrome），GALT基因突变导致的半乳糖血症等。
（一）染色体异常
染色体异常可导致性腺发育异常、卵巢功能减退、精子生成障碍等，进而导致不孕症的发生。据统计，不孕症患者的染色体异常发生率是普通人群的2~3倍，女性不孕症患者的染色体异常发生率低于男性。染色体异常包括染色体数目和结构异常。染色体数目异常是不孕症患者的主要畸变类型，常见于女性特纳综合征（Turner syndrome）、男性克氏综合征（Klinefelter syndrome），其他类型的性发育异常疾病（disorder of sex development， DSD）及早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency， POI）等也会导致不孕症。
遗传因素不孕症的诊治策略（全文）
不孕症是指1对配偶未采取避孕措施，有规律性生活至少12个月未能获得临床妊娠，严重损害约15%的育龄期夫妇的生殖健康。不孕症是1种由多种病因导致的生殖障碍状态，常见的病因包括遗传缺陷、解剖异常、内分泌紊乱、免疫因素、全身性疾病及环境因素等。近年来，随着辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）和遗传学诊断技术的发展，遗传因素的筛查和诊治在不孕症领域受到越来越多的关注。由于遗传因素不孕症病情复杂，其诊断及治疗缺乏高质量循证医学证据的支持，目前国内尚无关于遗传因素不孕症诊断及治疗的临床指南。本文就染色体异常、拷贝数变异（copy number variation， CNV）、Y染色体微缺失、基因突变等不孕症常见遗传因素的筛查及其诊治策略叙述如下。
（三）Y染色体微缺失
Y染色体微缺失是无精子症或严重少精子症的重要病因，是导致男性不育症的第2位遗传因素，其发生率仅次于克氏综合征，在非梗阻性无精子症、严重少精子症患者中的发生率分别为10%~15%、5%~10%。Y染色体微缺失即Y染色体长臂上与精子发生密切相关的无精子因子（azoospermia factors， AZF）区域缺失，以AZFc区缺失最常见，占60%~70%；Y染色体微缺失临床表型多样化，可导致从无精子症到精子计数正常但形态异常的可变表型。
4. POI：POI是1种病因高度异质的生殖内分泌疾病，是指女性在40岁以前出现卵巢功能减退，主要表现为月经异常（闭经、月经稀发或频发）、促性腺激素水平升高（FSH>25 U/L）、雌激素水平波动性下降，发病率约为1%。遗传因素是POI发病的重要原因之一，占POI病因的20%~25%，包括染色体异常和基因突变。10%~13%的POI患者携带染色体数目或结构异常，其中X染色体异常率高达94%，常见于45，X及其嵌合、X染色体长臂或短臂缺失、X染色体-常染色体易位等异常核型；还有约2%的POI患者与常染色体重排相关。POI患者由于卵巢功能衰退导致严重排卵障碍，生育力明显下降或丧失。因间歇性排卵，仍然有5%~10%自然妊娠的可能。
女性生殖依赖于对卵母细胞成熟、受精及早期胚胎发育的精准调控，这些事件中发生的任何异常情况将会引起原发性不孕症。PATL2、TUBB8、TRIP13、PANX1、ZP1~3、PADI6、NLRP2、TLE6、NLRP5等多个基因的突变已被证实是卵母细胞成熟障碍、受精障碍或早期胚胎发育停滞的致病原因。拓扑异构酶Ⅱ同源相关蛋白2（PATL2）是重要的母源调节因子，通过调节RNA结合蛋白表达、干扰卵母细胞成熟过程中的RNA积累影响卵母细胞成熟和早期胚胎发育，其基因突变可导致卵母细胞生殖泡期（germinal vesicle，GV）阻滞。微管蛋白β8（TUBB8）基因仅表达于卵母细胞和早期胚胎，参与调控纺锤体微管形成及组装，从而维持卵母细胞的减数分裂，其基因突变与约30%的卵母细胞减数分裂Ⅰ（meiosis Ⅰ，MⅠ）期阻滞相关。甲状腺激素受体作用因子13（TRIP13）基因突变也被证实与MⅠ期阻滞相关。泛连接蛋白1（PANX1）基因突变可导致卵母细胞死亡。透明带基因（ZP1、ZP2、ZP3）调节透明带的形成及成熟，其基因异常可引起卵母细胞异常或受精异常。PADI6、NLRP2、TLE6、NLRP5基因突变已经被揭示与早期胚胎发育停滞相关。
一、遗传因素不孕症的
病因概述
不孕症根据病因可分为女性因素（包括排卵障碍、盆腔因素）、男性因素（包括男性性功能障碍、精液异常）和原因不明不孕症；又可细分为遗传因素不孕症、解剖因素不孕症、内分泌因素不孕症、免疫因素不孕症等。其中，遗传异常是导致不孕症的重要原因，不孕症与遗传因素密切相关。常见的导致不孕症的遗传因素有：染色体异常、CNV、Y染色体微缺失、基因突变等。
3. 其他类型的DSD：DSD是指由于染色体、性腺和表型性别发育异常或不匹配导致的一组先天性疾病，包括一系列的先天性代谢异常和畸形，主要表现为外生殖器的发育异常。DSD在新生儿中的发病率为5/1 000，其中73%是伴有尿道下裂的男婴。根据2006年芝加哥会议共识，DSD按照染色体核型可分为：（1）染色体异常型：染色体异常型DSD主要与性染色体异常有关，常见于特纳综合征、克氏综合征、混合性腺发育不良等；（2）46，XY型：46，XY型DSD的病因和表型最为复杂，主要表现为性腺（睾丸）发育异常、雄激素合成或作用异常，其中雄激素不敏感综合征（androgen insensitivity syndrome， AIS）是46，XY型DSD最常见的病因；（3）46，XX型：46，XX型DSD主要与性腺（卵巢）发育异常、雄激素过多等因素有关，其中先天性肾上腺皮质增生症（congenital adrenal hyperplasia， CAH）是导致新生儿阶段外阴性别模糊最常见的原因。大部分DSD患者性腺功能低下且不孕，如特纳综合征患者的自然妊娠率仅为5%~7%；AIS患者无生育能力；CAH患者的生育潜力主要受疾病严重程度的影响，以失盐型CAH患者的不孕问题最严重，妊娠率为0~10%，而单纯男性化型患者的妊娠率可达到50%。
此外，越来越多的研究显示，基因单核苷酸多态性（single nucleotide ຫໍສະໝຸດ Baiduolymorphism， SNP）可能与女性不孕症相关疾病的遗传易感性相关，如多囊卵巢综合征、POI、子宫内膜异位症、子宫肌瘤等。
2. 男性不育症相关的基因突变：先天性输精管缺如（congenital absence of vas deferens，CAVD）、特发性低促性腺激素性性腺功能减退症（idiopathic hypogonadotropic hypogonadism， IHH）、AIS、纤毛不动综合征（immotile cilia syndrome）、圆头精子症等男性不育症相关的遗传性疾病均与基因突变有关。例如，CAVD是男性不育症及梗阻性无精子症的重要原因之一，其中68%~80%的先天性双侧输精管缺如（congenital bilateral absence of vas deferens，CBAVD）由囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR）基因突变导致；2%的CBAVD由ADGRG2基因突变引起；46%~67%的先天性单侧输精管缺如（congenital unilateral absence of vas deferens，CUAVD）可由CFTR基因突变解释。
近年来，越来越多的基因被证实参与性别决定、性腺发育、激素合成、卵母细胞成熟、受精及早期胚胎发育等生物学过程，基因突变与遗传因素不孕症的发生发展密切相关。
1. 女性不孕症相关的基因突变：随着测序技术的迅速发展，越来越多的与卵巢储备减退、卵母细胞成熟障碍、受精障碍及早期胚胎发育停滞相关的基因突变被发现。
POF是POI的终末阶段，据报道，FMN2、SGOL2、TBP、SCARB1、BNC1、ARFGAP3等基因参与减数分裂、卵泡发育及卵母细胞成熟过程，这些基因的微重复或微缺失与POF的发生相关。多数研究显示，X-连锁CNV、Y-连锁CNV及罕见的常染色体微缺失增加男性不育症的发病风险；例如，X-连锁拷贝数缺失CNV67可能通过干扰睾丸特异性表达MAGEA9基因而影响精子生成。高通量检测技术增加了DSD患者的遗传异常检出率，约1/5的患者携带CNV。这些CNV涉及性别发育的关键调控基因，通过干扰基因表达引发剂量效应，如FGF9、SOX3、SOX9基因微重复与46，XX型DSD相关；DAX1、WNT4基因微重复以及ATRX、DMRT1、EMX2、WT1基因微缺失与46，XY型DSD相关。CNV片段所涉及的基因成为研究疾病遗传易感性的重要候选因素，但其具体调控机制还有待研究。
2. 克氏综合征：克氏综合征即先天性睾丸发育不全综合征，是男性不育症中最常见的遗传性疾病，主要表现为无精子症（>90%）或严重少精子症。克氏综合征在普通人群中的发病率为1/600，而在非梗阻性无精子症（non-obstructive azoospermia）中高达10%~12%，严重少精子症中为0.5%~1.0%。克氏综合征患者中最常见的核型是47，XXY，占80%~90%；嵌合型约占10%，包括46，XY/47，XXY、45，X/46，XY/47，XXY、46，XX/47，XXY等；其余还可见48，XXXY、48，XXYY、49，XXXXY等。克氏综合征患者可能由于性激素失衡、支持细胞功能障碍、精原干细胞凋亡等导致精子生成障碍而不育。
（二）CNV
CNV是指与参照基因组相比，≥1 kb的基因组大片段拷贝数的重复或缺失，具有覆盖范围广、可遗传、相对稳定和高度异质性等特点。作为基因组结构变异的重要组成部分，CNV可通过改变剂量敏感基因的拷贝数、破坏基因编码序列、暴露隐性致病基因等引发疾病表型。近年来，随着染色体微阵列分析（chromosome microarray analysis，CMA）、二代测序（next generation sequencing， NGS）等高通量检测技术的发展应用，CNV在卵巢早衰（premature ovarian failure，POF），男性无精子症、严重少精子症，DSD等不孕症相关疾病发生发展中的作用日益受到关注。
1. 特纳综合征：特纳综合征，又称先天性卵巢发育不全综合征，是常见的染色体异常疾病之一，发病率为1/4 000~1/2 000活产女婴。特纳综合征的染色体特征为全部或部分体细胞中1条X染色体完全或部分缺失，或X染色体结构异常。其中40%~50%为45，X单体型；15%~25%为45，X/46，XX嵌合型；3%为X三体嵌合型，如45，X/47， XXX；10%为X染色体结构畸变，以X染色体长臂等臂Xi（Xq）最为常见；还有10%~12%含不同比例的Y染色体物质，如45，X/46，XY。特纳综合征患者由于完全或部分缺失X染色体单体，故常伴有先天性卵巢不发育或发育不全，典型临床表现为身材矮小、性腺发育不良、具有特殊的躯体特征（如颈蹼、盾状胸、肘外翻）等。特纳综合征患者自然妊娠率仅为5%~7%，其自然流产率为22.8%~30.8%，且嵌合核型携带者的生殖功能相对较好。
基因突变是导致POI的重要遗传因素之一，目前已知的致病基因主要包括：（1）非综合征型POI的相关致病基因：主要涉及生殖内分泌相关基因（FSHR、CYP17、ESR1基因等）、卵泡发生相关基因（NOBOX、FIGLA、GDF9基因等）、减数分裂和DNA损伤修复相关基因（MCM8、MCM9、CSB-PGBD3基因等）。不同人群中POI致病基因及其突变频率存在显著差异，中国POI患者的致病基因突变频率一般<2%，临床诊断的价值有限。（2）综合征型POI的相关致病基因：主要为以卵巢功能减退为临床特征之一的遗传性综合征，如FMR1基因突变导致的脆性X综合征（fragile X syndrome），FOXL2基因突变导致的小睑裂综合征（blepharophimosis-ptosis-epicanthus syndrome），HSD17B4、HARS2、CLPP、LARS2、TWNK、ERAL基因突变导致的佩罗综合征（Perrault syndrome），GALT基因突变导致的半乳糖血症等。
（一）染色体异常
染色体异常可导致性腺发育异常、卵巢功能减退、精子生成障碍等，进而导致不孕症的发生。据统计，不孕症患者的染色体异常发生率是普通人群的2~3倍，女性不孕症患者的染色体异常发生率低于男性。染色体异常包括染色体数目和结构异常。染色体数目异常是不孕症患者的主要畸变类型，常见于女性特纳综合征（Turner syndrome）、男性克氏综合征（Klinefelter syndrome），其他类型的性发育异常疾病（disorder of sex development， DSD）及早发性卵巢功能不全（premature ovarian insufficiency， POI）等也会导致不孕症。
遗传因素不孕症的诊治策略（全文）
不孕症是指1对配偶未采取避孕措施，有规律性生活至少12个月未能获得临床妊娠，严重损害约15%的育龄期夫妇的生殖健康。不孕症是1种由多种病因导致的生殖障碍状态，常见的病因包括遗传缺陷、解剖异常、内分泌紊乱、免疫因素、全身性疾病及环境因素等。近年来，随着辅助生殖技术（assisted reproductive technology，ART）和遗传学诊断技术的发展，遗传因素的筛查和诊治在不孕症领域受到越来越多的关注。由于遗传因素不孕症病情复杂，其诊断及治疗缺乏高质量循证医学证据的支持，目前国内尚无关于遗传因素不孕症诊断及治疗的临床指南。本文就染色体异常、拷贝数变异（copy number variation， CNV）、Y染色体微缺失、基因突变等不孕症常见遗传因素的筛查及其诊治策略叙述如下。
（三）Y染色体微缺失
Y染色体微缺失是无精子症或严重少精子症的重要病因，是导致男性不育症的第2位遗传因素，其发生率仅次于克氏综合征，在非梗阻性无精子症、严重少精子症患者中的发生率分别为10%~15%、5%~10%。Y染色体微缺失即Y染色体长臂上与精子发生密切相关的无精子因子（azoospermia factors， AZF）区域缺失，以AZFc区缺失最常见，占60%~70%；Y染色体微缺失临床表型多样化，可导致从无精子症到精子计数正常但形态异常的可变表型。
4. POI：POI是1种病因高度异质的生殖内分泌疾病，是指女性在40岁以前出现卵巢功能减退，主要表现为月经异常（闭经、月经稀发或频发）、促性腺激素水平升高（FSH>25 U/L）、雌激素水平波动性下降，发病率约为1%。遗传因素是POI发病的重要原因之一，占POI病因的20%~25%，包括染色体异常和基因突变。10%~13%的POI患者携带染色体数目或结构异常，其中X染色体异常率高达94%，常见于45，X及其嵌合、X染色体长臂或短臂缺失、X染色体-常染色体易位等异常核型；还有约2%的POI患者与常染色体重排相关。POI患者由于卵巢功能衰退导致严重排卵障碍，生育力明显下降或丧失。因间歇性排卵，仍然有5%~10%自然妊娠的可能。
女性生殖依赖于对卵母细胞成熟、受精及早期胚胎发育的精准调控，这些事件中发生的任何异常情况将会引起原发性不孕症。PATL2、TUBB8、TRIP13、PANX1、ZP1~3、PADI6、NLRP2、TLE6、NLRP5等多个基因的突变已被证实是卵母细胞成熟障碍、受精障碍或早期胚胎发育停滞的致病原因。拓扑异构酶Ⅱ同源相关蛋白2（PATL2）是重要的母源调节因子，通过调节RNA结合蛋白表达、干扰卵母细胞成熟过程中的RNA积累影响卵母细胞成熟和早期胚胎发育，其基因突变可导致卵母细胞生殖泡期（germinal vesicle，GV）阻滞。微管蛋白β8（TUBB8）基因仅表达于卵母细胞和早期胚胎，参与调控纺锤体微管形成及组装，从而维持卵母细胞的减数分裂，其基因突变与约30%的卵母细胞减数分裂Ⅰ（meiosis Ⅰ，MⅠ）期阻滞相关。甲状腺激素受体作用因子13（TRIP13）基因突变也被证实与MⅠ期阻滞相关。泛连接蛋白1（PANX1）基因突变可导致卵母细胞死亡。透明带基因（ZP1、ZP2、ZP3）调节透明带的形成及成熟，其基因异常可引起卵母细胞异常或受精异常。PADI6、NLRP2、TLE6、NLRP5基因突变已经被揭示与早期胚胎发育停滞相关。
一、遗传因素不孕症的
病因概述
不孕症根据病因可分为女性因素（包括排卵障碍、盆腔因素）、男性因素（包括男性性功能障碍、精液异常）和原因不明不孕症；又可细分为遗传因素不孕症、解剖因素不孕症、内分泌因素不孕症、免疫因素不孕症等。其中，遗传异常是导致不孕症的重要原因，不孕症与遗传因素密切相关。常见的导致不孕症的遗传因素有：染色体异常、CNV、Y染色体微缺失、基因突变等。
3. 其他类型的DSD：DSD是指由于染色体、性腺和表型性别发育异常或不匹配导致的一组先天性疾病，包括一系列的先天性代谢异常和畸形，主要表现为外生殖器的发育异常。DSD在新生儿中的发病率为5/1 000，其中73%是伴有尿道下裂的男婴。根据2006年芝加哥会议共识，DSD按照染色体核型可分为：（1）染色体异常型：染色体异常型DSD主要与性染色体异常有关，常见于特纳综合征、克氏综合征、混合性腺发育不良等；（2）46，XY型：46，XY型DSD的病因和表型最为复杂，主要表现为性腺（睾丸）发育异常、雄激素合成或作用异常，其中雄激素不敏感综合征（androgen insensitivity syndrome， AIS）是46，XY型DSD最常见的病因；（3）46，XX型：46，XX型DSD主要与性腺（卵巢）发育异常、雄激素过多等因素有关，其中先天性肾上腺皮质增生症（congenital adrenal hyperplasia， CAH）是导致新生儿阶段外阴性别模糊最常见的原因。大部分DSD患者性腺功能低下且不孕，如特纳综合征患者的自然妊娠率仅为5%~7%；AIS患者无生育能力；CAH患者的生育潜力主要受疾病严重程度的影响，以失盐型CAH患者的不孕问题最严重，妊娠率为0~10%，而单纯男性化型患者的妊娠率可达到50%。
此外，越来越多的研究显示，基因单核苷酸多态性（single nucleotide ຫໍສະໝຸດ Baiduolymorphism， SNP）可能与女性不孕症相关疾病的遗传易感性相关，如多囊卵巢综合征、POI、子宫内膜异位症、子宫肌瘤等。
2. 男性不育症相关的基因突变：先天性输精管缺如（congenital absence of vas deferens，CAVD）、特发性低促性腺激素性性腺功能减退症（idiopathic hypogonadotropic hypogonadism， IHH）、AIS、纤毛不动综合征（immotile cilia syndrome）、圆头精子症等男性不育症相关的遗传性疾病均与基因突变有关。例如，CAVD是男性不育症及梗阻性无精子症的重要原因之一，其中68%~80%的先天性双侧输精管缺如（congenital bilateral absence of vas deferens，CBAVD）由囊性纤维化跨膜电导调节因子（CFTR）基因突变导致；2%的CBAVD由ADGRG2基因突变引起；46%~67%的先天性单侧输精管缺如（congenital unilateral absence of vas deferens，CUAVD）可由CFTR基因突变解释。